性别的狂欢

 

四膜虫是真核生物,但它们的细胞内却有两个核——生殖核(小核)和体核(大核)。小核储存有性生殖子代的遗传信息,大核则负责细胞运作。当环境中的营养充足时,它们采取无性繁殖,此时活跃基因的表达都发生在大核中,小核是沉默的,就像今晚沉默的康桥。...



性别的狂欢

英国作家Sheridan Simove出过本奇葩的书,书名叫“What every Man thinks about apart from SEX”,翻译成中文就是,每个男人的脑子里除了性还有什么?全书196页,售价9.7美刀,除了书皮外内里都是空白,意指男人除了性之外,什么都不想。这本昂贵的“无字天书”原是哗众取宠之作,却意外地广受欢迎,在Amazon上卖到缺货。当然此书也并非一无是处——至少它可以当笔记本用。



《男人的脑子里除了性还有什么》空白书这个idea首创于1995年,书名为Everything MenKnow About Women

不必深究男人是否像Simove说得那么夸张,世界上确有一类人,是除了性以外什么都不想的,他们就是——生物学家。准确说,是生物学家里专精生殖研究的那一部分。学过中学生物的都知道,无性和有性生殖两大类是常见的生殖方式,无性生殖的优点是方便:不分时间、不分场地,一言不合就启动产生后代的模式!或许有人要问了——既然无性繁殖这么方便,为何又进化出有性生殖呢。不是有专家预测,2020年中国将有3000万成年男性找不到配偶吗,如果只有无性生殖,人类是不是会少许多烦恼?专精生殖的生物学家会告诉我们,有性生殖能保证基因的多样性,有助于修正遗传错误,使得后代更稳定、更具竞争力。

常人理解的有性生殖无非是成年雄性提供雄配子,雌性提供雌配子,两种配子在合适的地点与时间相遇、结合,产生新的个体,而新的个体成熟以后又能形成配子,如此子子孙孙无穷尽也,开始其征服星辰大海的旅程。其实这仅仅是有性生殖中的一个分支:配子生殖中的异配生殖,采用雌雄结合产生后代生殖方式的种群有许多,例如老鼠、熊猫、人类等等……再这样写下去本文要变成生殖科普文了,而这非作者本意,让我们直接跳到性别的主题吧。

你有没有考虑过,只有两种性别的种群是不是太单一,或者说——太寂寞了?甭跟我提人类分男人、女人和女博士这个梗,也别提变性人,该分支不是人类物种的常态,因为它不能稳定遗传。据称德国现在承认第三种性别,从2013年11月1日起,便可在新生儿出生证明书上选择中性选项,打破过去性别栏仅有的男、女两选项“僵局”。列为中性的人士长大后可自行决定当男、女或终身中性。



新生儿出生证明书范例

但如前述观点,中性人不能稳定遗传,不属本文讨论的有效性别。此外还有一些动物,在生活史中会发生变性,例如雌雄同体的黄鳝幼时为雌,生殖一次后,转变为雄性,这种雌、雄性的转变现象称为性逆转现象。不过黄鳝再怎么转变,也只有雌、雄两种性别,不在多性别体系,有机会将另文讨论。



任你狡猾多变,最后还是餐桌上见

根据概率,在两种性别的个体数目大致相等,并且双方都不眼瞎的前提下,某个体只有一半的机会遇到异性个体,从而在寻找异性个体的过程中,要浪费50%时间和精力。而若一种生物有多种性别,假设有10种,而且这种生物的个体只要找到与己不同性别的个体就可以进行交配生殖。在这种情况下,对于某一个个体来说,每10个其他个体中就有约9个是异性个体,从而它可有90%的机会遇到异性的个体。如果有100种,则有99%的机会遇到异性,以此类推……每一个个体都可以只用较少的时间和精力就能达到有性生殖的目的,想想是不是很带劲?

先从略大于二的三开始数,聪明的我们很快就联想到蜜蜂和蚂蚁。蜜蜂有工蜂、蜂后和雄蜂之分。蜂后是具有生殖能力的雌蜂,负责产卵繁殖后代,同时“统治”这个大家族。受精卵喂以花粉、蜂蜜经21天发育而成工蜂,未受精卵24天后发育成雄蜂。由于工蜂没有生殖能力,像人类社会中的太监(只不过这种“太监”是天阉,而非后天阉割形成),并不参与生殖过程。蚂蚁则稍有不同,除蚁后、工蚁、雄蚁外,还有雌蚁和兵蚁。雌蚁俗称“公主”或“天使”,交尾后脱翅成为新的蚁后,接着成立新的领地,或加入一个多蚁后的领地中。“兵蚁”是对某些蚂蚁种类的大工蚁的俗称,即没有生殖能力的雌蚁,和平时期作用同工蚁,保家卫国时即成为战斗的种群。虽然工蜂、蚁自身无法有效参与生殖,但蜂、蚁的社会结构可以由生殖方式来稳定地维持,故而仍可算是三种性别。



不论平地与山尖,无限风光尽被占。采得百花成蜜后,为谁辛苦为谁甜?——《蜂》作者:罗隐

三种性别还是太少了,脚趾头还有五个呢,这哪能满足俺喷薄欲出的好奇心?那么,让我们来看看拥有7种性别的四膜虫吧。四膜虫(Tetrahymena thermophila)是一种单细胞真核生物,分布在淡水水域中,属于原生生物门纤毛虫纲,早期在光学显微镜下观察时看似有四列膜状构造,因此得名。和人类一样,四膜虫是真核生物,但它们的细胞内却有两个核——生殖核(小核)和体核(大核)。小核储存有性生殖子代的遗传信息,大核则负责细胞运作。当环境中的营养充足时,它们采取无性繁殖,此时活跃基因的表达都发生在大核中,小核是沉默的,就像今晚沉默的康桥。当外界营养不足时,四膜虫以接合方式繁殖,任意性别(交配型I~VII,人类已经无法用雌雄二字表示性别了)的纤毛虫,都可以和其他6种性别的同类进行有性繁殖,产生新的子代。



显微镜下的四膜虫,右侧黄色区域是细胞膜上的口沟;中央的蓝色区域是营养核,会在有性生殖时降解掉;左侧绿色斑点是生殖核,在有性生殖中负责减数分裂和核融合



四膜虫的接合生殖

笔者推测,四膜虫应该是地球上最早精通八卦理论的种族。《易传·系辞》曰:“是故,易有太极,是生两仪,两仪生四象,四象生八卦。”八卦乃乾、坤、震、巽、坎、离、艮、兑,位居八方,在奇门遁甲中分别代表休、生、伤、杜、景、惊、开和死门。凶门有伤、杜、景、死、惊五门,其中死门最凶。死门与艮宫生门相对,万物春生秋死,春种秋收,故命名为死门。四膜虫原本有八种性别的,但其中一种入了死门,一产生就死了,最后只剩下7种。这种进化现象在自然界并不少见——许多生物一旦进化出某些基因,特定情况下就无法生存,被自然淘汰……以上八卦纯属杜撰。



死门属土,旺于秋季,特别是未、申月,相于夏,囚于冬,死于春。

在7以上,有13种性别的黏液霉菌。黏液霉菌生殖时产生13种不同的生殖细胞,13种生殖细胞再任意两两交配形成新的个体,所以就有13种性别。且住,13乘以13不是等于169吗?你欺负我数学是驾校除名、自学成才的?莫急,且听我慢慢道来:黏液霉菌的13种生殖细胞可以任意交配,但为了防止线粒体之间的战争,粘性霉菌存在一个等级森严的制度:它们编成1-13个层级,交配时谁的层级较高,谁就可以保留自己的线粒体和细胞质,充当卵子;层级低的只好充当精子角色。例如编号12的细胞属于一人之下万人之上,和编号低于它的细胞结合时,只有它的线粒体能够遗传下去;而碰到编号13的细胞时,它需要俯首称臣,放弃线粒体和细胞质。谁说只有人类压力山大,低等生物也是等级森严啊!

有意思的是,有时候黏液霉菌的低编号性别可能发生起义(其实是发生了基因突变),这叫做哪里有压力,哪里就有反抗。它们拒绝放弃自己的线粒体,但结果是与高级配子同归于尽、两败俱伤,最终无法完成繁殖(死去的配子怒号:生命诚可贵,基因价更高)。


粉瘤菌(Lycogala epidendrum)的子实体,粉红色为刚刚长出的子实体,黑色为已经成熟的子实体

真菌界就更加惊人了,比如担子菌门的各种蘑菇,它们由单核的菌丝融合成双核菌丝。在基因组中有上百个交配型位点,每个位点又有不同的突变,这让它们有了数以万计性别,几乎任何两个单核菌丝都有结合的机会。诸位客官,看到这里,或许你已经明白上文存在的概念陷阱了,也就是sexes,genders和mating types都被我翻译成性别了,准确的说,它们分别应该是生理性别、社会性别和交配型。但是标题要是改成交配型的大狂欢,未免又太专业、太拗口了,还是用性别来一词以蔽之吧……



裂褶菌(Schizophyllum commune),它们在细胞层面上有28000种性别

可见,如果有两个以上的性,有性生殖变得更复杂,不如两性那么简单明了——君不见,人类社会只有两种性别,由此引发的家庭战争却延绵了数千年,多性的战争岂是我们这种单大脑动物能够handle?在黏液霉菌中,低一号的性别发生突变,拒绝抛弃自己的线粒体,其结果是跟与之交配的高一号的性别玉石俱焚。如果这样的造反持续下去,将极大地降低有性生殖的效率,造成资源浪费。为了使有性生殖能顺利、有效进行,生物必须进化出一种避免细胞内战的方式。最简单的办法就是构建只有两种性别的有性生殖体系,根据契约精神,其中一种性别放弃把细胞质和线粒体中的遗传物质传给下一代的机会(例如男性),而另一种性别则享有把细胞质的遗传物质传给下一代的权利,但她们将承受更大的责任和痛苦(例如女性)。也许,今天生物界广为存在的两性制度,正是以前基因组内战造成多性制度垮台后的结果。

2014年,著名的社交网站非死不可 (Facebook) 为用户更新了性别选项,除了男和女之外,还有54种新的非传统性别可选。美国地区的英语用户可以使用这一功能,其中常见的有Agender无性别,Androgyne两性人,Bigender双性人,Female to Male女变男,Gender Fluid流性人,Pangender泛性别,Cis顺性人,Trans跨性别,Transsexual变性别和Two-spirit两魂人等选项。56种性别和两种性别,你更倾向选哪一种?



56个民族五十六朵花,56个性别看得我眼花

编者按:其实本文是作者看到一篇文章,说鸸鹋有三种性别而产生的启发。鸸鹋,读音为ér miáo,长相类似鸵鸟,据说是澳大利亚的国鸟,属于体型巨大、不会飞行的平胸鸟类。主要栖息于草原,森林边缘,半沙漠化地区,奔跑速度极快。它长得很萌很萌。鸸鹋不是忠实的一夫一妻制,每当雄鸟开始孵蛋,雌鸟便开始林丹——也就是与其他雄鸟交配。一窝雏鸟之中,可达一半是雌鸟和其他雄鸟的产物。可是当我开始查阅资料,用鸸鹋和性别等关键词去搜索文献时,却只看到three subspecies 或 three toes等字样,只好在文章的最后放两张萌图慰藉一下自己了。





呆萌的鸸鹋,呆萌的蛋

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